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摘 要:将三峡坝区隧道交通照明、坝区道路照明、坝顶照明、景观照明等主要照明部位,采取照明灯具的智能化控制、采用新技术新产品、更新使用能耗低的灯具等原则进行节能改造。
关键词:三峡坝区 照明节能改照
中图分类号:J914 文献标识码:Ａ 文章编号:1674-098X(2011)01(b)-0076-02
三峡电站为开发清洁能源而建,又因环保问题而备受世人关注,节能降耗、绿色环保已成为当今经济社会的主旋律,三峡工程不仅要成为挑战自然、改造长江的标志,更要突出三峡工程的环保主题和理念,做节约能源、绿化库区的先锋,三峡坝区照明的节能改造方案也要充分体现这一重要因素。
1 总体思路
三峡坝区的照明节能改造方式总体上可分为两种:一是改变照明系统的运行方式和照明灯具的智能化控制;二是采用新技术新产品、更新使用能耗低的灯具。按照以上原则,可将三峡坝区的照明分为隧道交通照明及坝区道路照明、坝顶照明、景观照明等三大类进行节能改造。
2 改造方案
2.1 专用公路隧道照明和坝区道路照明的节能改造
三峡工程专用道路的隧道照明目前为2585盏250W金卤灯,均采用固定投切运行方式;坝区照明主要有左岸道路1910盏250W钠灯照明,右岸道路510盏250W钠灯照明,采用固定投切运行方式。道路照明的节能改造可分为以下几类。
2.1.1 实行路灯照明智能控制,改变照明供电的运行方式
路灯的智能控制具备自动和手动两种功能,自动功能即根据傍晚和深夜车流量不一样、对道路照度要求也不一样而自动设定灯具的投运和退出;手动功能是为检修、救灾、节日及举行活动期间,人工设定灯具的投切数量。照明自动化程度要求高的隧道,还可以使照明智能控制装置具备调节电压及远控功能,由于电网深夜电压比其他时间段要高,因此,智能化程度高的路灯控制装置还具备深夜对照明灯具的电压进行自动调节的功能,以保护灯具、延长其使用寿命;远控功能即将检测到的洞内外光强数据、车流量变化以及白天、黑夜等情况传输到监控中心,由监控中心自动调节出入口以及洞内的照明。
道路照明节能的实质就是控制照度(LPD)值,照度太低不利于安全行车,太高则造成浪费,依据道路照明标准,如三峡工程专用公路为一级公路,其照明标准为照度20(lux),亮度1.5(cd/m2),左右岸道路作为坝区交通主干路、次干路及支路也有其相应照明标准。通常在后半夜,隧道、左右岸主干道车流量大为减少,次干路及支路也几乎没有行人,在此情况下,道路照明标准允许将照明降低一个等级,以此来减少夜间灯具的投运数量,达到节电效果。
三峡工程专用道路有隧道4条,左右岸主干道2条,将左侧和右侧的照明灯具分为多段三回:一回路接1、4、7......灯具,二回路接为2、5、8......灯具,三回路接3、6、9......灯具(接线注意每相的负荷平衡),依据车流监测统计,可将三条回路设定在(19:00～6:00)全部投运,但其中一回(23:00～5:00)退出,另一回(1:00～4:00)退出,时间段设定应以实测车流量为依据,得出相应照度标准、然后确定投运灯具数量以满足行车要求。通过分时段投切照明灯具数量,达到节能降耗的目的。
2.1.2 隧道照明设计并安装加强段和过渡段
因隧洞内外的亮度不得有较大差异,为在标准要求的范围内减少照度,可在隧洞照明中设计安装加强段、过度段和正常行车路段,即:进口段设置80m加强段,此段照明强度白天与洞外相近,夜间通过自动照明控制装置减少灯具投入,也使洞口照明强度与洞外引导灯相近;向内延伸,照度逐步减弱,即设立两级或三级过渡段各70～90m;出口段设60m加强段;隧道中间作为正常段,将灯具以最低照明标准运行。通过在出入口设置加强段及过渡段,减少了灯具的运行数量,减少了光线对驾驶员眼睛的刺激,达到了节能和安全行车的双重目的。
2.1.3 更换经济节能的灯具
隧道照明通常选用三种灯具:金卤灯、LED灯、高压钠灯。三种灯具的技术参数如表1。
以上述数据显示,钠灯的光效率高、透雾能力强、寿命长,耗电少,节能效果优于金卤灯,最适合隧道照明,同时《城市道路照明设计标准(CJJ45-2006)》也推荐钠灯作为隧道照明灯具。
2.1.4 隧道两侧加装LED引道灯
LED灯不同于气体发光灯具,其发光效率高、损耗低、寿命长。在隧道两侧下方加装LED引道灯后,驾驶员可以在LED引道灯的指引下行车,减少对光照的依赖,亦可以减少钠灯灯具的投入,降低能耗。
2.2 坝顶照明改造
大坝是三峡旅游行程中最重要的景点,坝顶照明景观也是企业形象的重要标志和窗口,因此,需将大坝照明改造为太阳能风力发电路灯(目前大坝照明为节能型70W路灯1279盏)。
太阳能风力发电路灯的组成为太阳能电池板、免维护蓄电池、LED灯光源(10～70w)、风光互补控制器及灯杆及风力发电机。太阳能风力发电路灯的一般照明时间为(6～9)小时×(2～7)天。由于太阳能风力发电路灯的工作时间取决于日照时间及风速,受天气影响较大,因此改造需要专门论证,以日照时间及风力等气象因素确定太阳能电池板及蓄电池的大小。另外,太阳能风力发电路灯同样可以根据光线强度、人流量等决定投运数量和时间,其控制由风光互补智能控制器完成,智能控制器可以感知外界光线强弱,到设定开灯时间或光照不足时,自动开启照明,并以弱光投运半小时后自动转为强光,到设定关灯时间或天亮时,转为晨光运行直到天亮时控制器自动停止向负载供电,灯泡熄灭,最后自动转换为太阳灯电池板通过控制器向蓄电池充电的状态。
2.3 景观照明的节能改造
目前三峡坝区景观照明主要是方便游客观看泄洪景观的泄洪坝投光灯4kW60盏、观看大坝外形的120平台投光灯2kW468盏,这些灯具每年耗电近500万度,耗电量惊人,因此也需要对大坝景观照明进行节能改造。
2.3.1 将金卤灯更换为光效更好、损耗更低、寿命更长的LED灯
金卤灯由于后期的衰减特性,使用一段时间后,实际光效大大降低,简单的说,目前4kW的金卤灯实际照明效果只有其功率的50%～60%,因此可按金卤灯功率的50%～60%更换成LED灯,以此降低能耗。
2.3.2 以客流量决定景观灯的开启数量
游客一般在傍晚观看大坝外景,大坝景观照明灯采用分时段控制的方式,即在(24:00～6:00)减半开启,或采取更多的时间段控制,达到既满足游客需要,又节能的目标。
按以上方案改造节能数据统计如表2:
运行时间一回按照19:00～6:00、二回按照19:00～2:00、4:00～6:00,三回按照19:00～24:00、5:00～6:00)进行统计计算,改造前用电量为10095838kwh,改造后用电量为4302667kwh,节电率57.4%,节能降耗显著。
3 结语
三峡坝区的照明节能还可以采取全智能控制方式:所有节能灯安装智能控制器,根据亮度、车流量或客流量自动决定灯具的启停。总之,三峡坝区照明节能改造的可以通过以下方式进行改造:①采用新技术新产品,使用能耗低的灯具;②依据现场工况,智能化控制照明灯具的运行,以此达到节能降耗、绿色环保的目标。
关键词:三峡坝区 照明节能改照
中图分类号:J914 文献标识码:Ａ 文章编号:1674-098X(2011)01(b)-0076-02
三峡电站为开发清洁能源而建,又因环保问题而备受世人关注,节能降耗、绿色环保已成为当今经济社会的主旋律,三峡工程不仅要成为挑战自然、改造长江的标志,更要突出三峡工程的环保主题和理念,做节约能源、绿化库区的先锋,三峡坝区照明的节能改造方案也要充分体现这一重要因素。
1 总体思路
三峡坝区的照明节能改造方式总体上可分为两种:一是改变照明系统的运行方式和照明灯具的智能化控制;二是采用新技术新产品、更新使用能耗低的灯具。按照以上原则,可将三峡坝区的照明分为隧道交通照明及坝区道路照明、坝顶照明、景观照明等三大类进行节能改造。
2 改造方案
2.1 专用公路隧道照明和坝区道路照明的节能改造
三峡工程专用道路的隧道照明目前为2585盏250W金卤灯,均采用固定投切运行方式;坝区照明主要有左岸道路1910盏250W钠灯照明,右岸道路510盏250W钠灯照明,采用固定投切运行方式。道路照明的节能改造可分为以下几类。
2.1.1 实行路灯照明智能控制,改变照明供电的运行方式
路灯的智能控制具备自动和手动两种功能,自动功能即根据傍晚和深夜车流量不一样、对道路照度要求也不一样而自动设定灯具的投运和退出;手动功能是为检修、救灾、节日及举行活动期间,人工设定灯具的投切数量。照明自动化程度要求高的隧道,还可以使照明智能控制装置具备调节电压及远控功能,由于电网深夜电压比其他时间段要高,因此,智能化程度高的路灯控制装置还具备深夜对照明灯具的电压进行自动调节的功能,以保护灯具、延长其使用寿命;远控功能即将检测到的洞内外光强数据、车流量变化以及白天、黑夜等情况传输到监控中心,由监控中心自动调节出入口以及洞内的照明。
道路照明节能的实质就是控制照度(LPD)值,照度太低不利于安全行车,太高则造成浪费,依据道路照明标准,如三峡工程专用公路为一级公路,其照明标准为照度20(lux),亮度1.5(cd/m2),左右岸道路作为坝区交通主干路、次干路及支路也有其相应照明标准。通常在后半夜,隧道、左右岸主干道车流量大为减少,次干路及支路也几乎没有行人,在此情况下,道路照明标准允许将照明降低一个等级,以此来减少夜间灯具的投运数量,达到节电效果。
三峡工程专用道路有隧道4条,左右岸主干道2条,将左侧和右侧的照明灯具分为多段三回:一回路接1、4、7......灯具,二回路接为2、5、8......灯具,三回路接3、6、9......灯具(接线注意每相的负荷平衡),依据车流监测统计,可将三条回路设定在(19:00～6:00)全部投运,但其中一回(23:00～5:00)退出,另一回(1:00～4:00)退出,时间段设定应以实测车流量为依据,得出相应照度标准、然后确定投运灯具数量以满足行车要求。通过分时段投切照明灯具数量,达到节能降耗的目的。
2.1.2 隧道照明设计并安装加强段和过渡段
因隧洞内外的亮度不得有较大差异,为在标准要求的范围内减少照度,可在隧洞照明中设计安装加强段、过度段和正常行车路段,即:进口段设置80m加强段,此段照明强度白天与洞外相近,夜间通过自动照明控制装置减少灯具投入,也使洞口照明强度与洞外引导灯相近;向内延伸,照度逐步减弱,即设立两级或三级过渡段各70～90m;出口段设60m加强段;隧道中间作为正常段,将灯具以最低照明标准运行。通过在出入口设置加强段及过渡段,减少了灯具的运行数量,减少了光线对驾驶员眼睛的刺激,达到了节能和安全行车的双重目的。
2.1.3 更换经济节能的灯具
隧道照明通常选用三种灯具:金卤灯、LED灯、高压钠灯。三种灯具的技术参数如表1。
以上述数据显示,钠灯的光效率高、透雾能力强、寿命长,耗电少,节能效果优于金卤灯,最适合隧道照明,同时《城市道路照明设计标准(CJJ45-2006)》也推荐钠灯作为隧道照明灯具。
2.1.4 隧道两侧加装LED引道灯
LED灯不同于气体发光灯具,其发光效率高、损耗低、寿命长。在隧道两侧下方加装LED引道灯后,驾驶员可以在LED引道灯的指引下行车,减少对光照的依赖,亦可以减少钠灯灯具的投入,降低能耗。
2.2 坝顶照明改造
大坝是三峡旅游行程中最重要的景点,坝顶照明景观也是企业形象的重要标志和窗口,因此,需将大坝照明改造为太阳能风力发电路灯(目前大坝照明为节能型70W路灯1279盏)。
太阳能风力发电路灯的组成为太阳能电池板、免维护蓄电池、LED灯光源(10～70w)、风光互补控制器及灯杆及风力发电机。太阳能风力发电路灯的一般照明时间为(6～9)小时×(2～7)天。由于太阳能风力发电路灯的工作时间取决于日照时间及风速,受天气影响较大,因此改造需要专门论证,以日照时间及风力等气象因素确定太阳能电池板及蓄电池的大小。另外,太阳能风力发电路灯同样可以根据光线强度、人流量等决定投运数量和时间,其控制由风光互补智能控制器完成,智能控制器可以感知外界光线强弱,到设定开灯时间或光照不足时,自动开启照明,并以弱光投运半小时后自动转为强光,到设定关灯时间或天亮时,转为晨光运行直到天亮时控制器自动停止向负载供电,灯泡熄灭,最后自动转换为太阳灯电池板通过控制器向蓄电池充电的状态。
2.3 景观照明的节能改造
目前三峡坝区景观照明主要是方便游客观看泄洪景观的泄洪坝投光灯4kW60盏、观看大坝外形的120平台投光灯2kW468盏,这些灯具每年耗电近500万度,耗电量惊人,因此也需要对大坝景观照明进行节能改造。
2.3.1 将金卤灯更换为光效更好、损耗更低、寿命更长的LED灯
金卤灯由于后期的衰减特性,使用一段时间后,实际光效大大降低,简单的说,目前4kW的金卤灯实际照明效果只有其功率的50%～60%,因此可按金卤灯功率的50%～60%更换成LED灯,以此降低能耗。
2.3.2 以客流量决定景观灯的开启数量
游客一般在傍晚观看大坝外景,大坝景观照明灯采用分时段控制的方式,即在(24:00～6:00)减半开启,或采取更多的时间段控制,达到既满足游客需要,又节能的目标。
按以上方案改造节能数据统计如表2:
运行时间一回按照19:00～6:00、二回按照19:00～2:00、4:00～6:00,三回按照19:00～24:00、5:00～6:00)进行统计计算,改造前用电量为10095838kwh,改造后用电量为4302667kwh,节电率57.4%,节能降耗显著。
3 结语
三峡坝区的照明节能还可以采取全智能控制方式:所有节能灯安装智能控制器,根据亮度、车流量或客流量自动决定灯具的启停。总之,三峡坝区照明节能改造的可以通过以下方式进行改造:①采用新技术新产品,使用能耗低的灯具;②依据现场工况,智能化控制照明灯具的运行,以此达到节能降耗、绿色环保的目标。